Аналіз теплонапруженого стану циліндрової гільзи середньообертового суднового дизеля

1. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Кафедра «Двигуни внутрішнього згоряння»

Тема: «Аналіз теплонапруженого стану
циліндрової гільзи середньообертового
суднового дизеля»
Студент: Бугайцов Р.Ю.
Керівник: доц. Триньов О.В.

2.

Конструктивні варіанти теплозахисту гільзи циліндра:
а - використання бандажної втулки; б - нанесення теплозахисного
покриття; в - перерозподіл охолоджуючої рідини

3. Загальний вигляд препарованої гільзи циліндра суднового середньообертовогодизеля 6ЧН26/34, температурний стан якої,

Загальний вигляд
препарованої гільзи
циліндра суднового
середньообертового
дизеля 6ЧН26/34,
температурний стан
якої, аналізувався
нами в даній роботі.

4. Зміни температур по висоті гільзи на номінальному режимі(Ne=147кВт; n=750хв-1)

5. В розрахунковій частині проведеного мною дослідження розглядалися наступні варіанти: А. Серійна циліндрова гільза дизеля

6ЧН26/34 з рідинним
охолодженням нижнього і верхнього поясів;
Б. Циліндрова гільза в серійному виконанні, але за
відсутності рідинного охолодження нижнього поясу;
В. Циліндрова гільза з теплозахисним покриттям нижнього
поясу, з рідинним охолодженням нижнього та верхнього
поясів;
Г. Циліндрова гільза з теплозахисним покриттям нижнього
поясу та при відсутності рідинного охолодження як
нижнього, так і верхнього поясів.

6. Схема розміщення поверхневих термопар

7.

Результати термометрії циліндрової гільзи
суднового середньообертового
ДВЗ(Nе=147кВт при n-1=750xв-1)
Варіант
Значення температур в контрольних точках,°С
1
2
3
4
5
6
7
Серійний (А)
225
188
145
112
105
103
88
Дослідний (Б)
225
190
152
118
135
120
104

8. Схема розбиття теплообмінної поверхні гільзи циліндру на ділянки теплообміну

9. Граничні умови задачі теплопровідності для серійної гільзи

№ ділянки
α,
t, °C
№ ділянки
Вт/(м2К)
α,
t, °C
Вт/(м2К)
1
150
900
11
160
105
2
180
650
12
150
72
3
200
400
13
150
70
4
200
250
14
200
80
5
195
165
15
8500
90
6
180
155
16
9600
95
7
180
150
17
9600
97
8
180
145
18
3000
115
9
180
135
19
300
140
10
170
115
20
350
150

10. Теплофізичні властивості матеріалу в залежності від температур

Характеристика
Значення характеристик при t,℃
(Чавун СЧ21-40 / емаль)
20
100
200
300
α, Вт / (м∙К)
51,2 / 0,84
α ∙ 106, град-1
9,2 / 9,1
10 / 9,3
11 / 9,5
12 / 9,7
Е, ГПа
125/80
124/78
120/77
115/76
ν
0,25 / 0,40
0,25 / 0,46
0,25 / 0,52
0,25 / 0,58
σр, МПа
350/80
350/80
350/80
350/80
50,4 / 0,84 48,7 / 0,845
46,6 / 0,85

11. Схема задання граничних умов задачі механіки

12. Результати розразхунків температурного стану робочої поверхні гільзи циліндру

Варіант
Значення температур в контрольних точках, °С
1
2
3
4
5
6
7
А
230
192
145
110
101
100
88
Б
230
195
153
119
132
117
100
В
230
193
145
115
117
120
92
Г
230
202
167
165
155
145
95

13. Розподіл інтенсивностей напружень в контрольних зонах гільзи, МПа

Контрольна
Варіант розрахунку
зона
А
Б
В
Г
1
74,5
74,5
78
76
2
53,3
53,3
55,1
47
3
8,8
8,8
9,0
21,1

14. Висновки

• Проведене
розрахункове
дослідження
підтвердило
можливість
отримати
на
найбільш напружених режимах роботи
середньообертового дизеля температурний
профіль робочої поверхні гільзи, близький до
оптимального;
• Як основні засоби управління тепловим
станом
гільзи
можна
рекомендувати
перерозподіл потоків охолоджуючої рідини та
використання теплоізоляційного покриття.